UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA ÁREA TÉCNICA

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1 UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica De Loja ÁREA TÉCNICA TITULACIÓN INGENIERO CIVIL Generación de información base y estudios de relaciones lluviaescorrentía en la micro-cuenca El Limón- Zamora Chinchipe TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN AUTOR: Silva Castro, Karen Katherine DIRECTOR: Oñate Valdivieso, Fernando Rodrigo, PhD. LOJA ECUADOR 2014

2 APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN Doctor Fernando Rodrigo Oñate Valdivieso Docente de la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad Técnica Particular de Loja. De mis consideraciones: El presente trabajo de fin de titulación: Generación de información base y estudios de relaciones lluvia- escorrentía en la micro-cuenca El Limón - Zamora Chinchipe, realizado por Karen Katherine Silva Castro, ha sido orientado y revisado durante su ejecución, por cuanto se aprueba la presentación del mismo. Loja, septiembre de 2014 PhD. Fernando Oñate Valdivieso DIRECTOR DE TESIS II

3 DECLARACIÓN DE AUTORIA Y CESIÓN DE DERECHOS Yo, Karen Katherine Silva Castro declaro ser autora del presente trabajo de fin de titulación: Generación de información base y estudios de relaciones lluviaescorrentía en la micro-cuenca El Limón - Zamora Chinchipe, de la Titulación de Ingeniero Civil, siendo Fernando Rodrigo Oñate Valdivieso director del presente trabajo; y eximo expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y a sus representantes legales de posibles reclamos o acciones legales. Además certifico que las ideas, conceptos, procedimientos y resultados vertidos en el presente trabajo investigativo, son de mi exclusiva responsabilidad. Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 67 del Estatuto Orgánico de la Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente textual dice: Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones, trabajos científicos o técnicos y tesis de grado que se realicen a través, o con el apoyo financiero, académico o institucional (operativo) de la Universidad. F: Autor: Karen Katherine Silva Castro Cédula: III

4 DEDICATORIA Dedico el presente trabajo a Dios, porque me ha llenado de bendiciones y sabiduría para poder alcanzar esta meta tan anhelada; a mis padres quienes han sido los cimientos en mi formación. A mis hermanas, cuñados y sobrinos que me han brindado su compañía, apoyándome e incentivándome para seguir adelante. A mi enamorado y a todos mis amigos que gracias a sus palabras de apoyo y a su amistad incuestionable, nunca me ha faltado alguien con quien cruzar los largos caminos de la vida. IV

5 AGRADECIMIENTOS Quiero expresar mi más profundo agradecimiento a la Escuela de Ingeniería Civil, por haberme dado la oportunidad y el apoyo de haber podido realizar mis estudios en tan prestigiosa Escuela. Igualmente a la Universidad Técnica Particular de Loja que dentro de sus instalaciones siempre me sentí como en casa. Agradezco a los catedráticos de la Universidad Técnica Particular de Loja, por toda la motivación que me han brindado durante estos años para seguir en el camino de la Ingeniería Civil. Más que docentes han sido amigos y un apoyo importante tanto en lo profesional como en lo personal. Le agradezco profundamente cada uno de sus sabios consejos, pues todos ellos me han llevado a obtener importantes logros en muchos aspectos de mi vida. Mi más profundo agradecimiento al PhD. Fernando Oñate catedrático de la institución, a quien agradezco sus importantes conocimientos, experiencia y apoyo entregado, así como el tiempo dedicado para materializar este trabajo. Por último agradezco a Dios y a mis Padres por haberme dado todo su amor, el valor, la paciencia y su apoyo incondicional que me incentivaron día a día a trabajar en esta tesis. V

6 ÍNDICE Caratula Aprobación del Director del Trabajo de Titulación Cesión de Derechos en Tesis de Grado Dedicatoria Agradecimientos I II III IV V Resumen 1 Abstract 2 Descripción General del Proyecto Introducción Alcance Objetivos Objetivo General Objetivos Específicos 6 Materiales y Métodos Micro-cuenca El Limón Ubicación Geográfica Caracterización Morfométrica Cobertura Vegetal Caracterización de Suelo Estudios Realizados Curva de Descarga Estación Automática de Aforo Aforo Mediante El Método del Molinete Determinación de la Curva de Descarga 15 VI

7 Validación de la Curva de Descarga Estaciones Pluviométricas Curvas Isoyetas Poligonos de Thiessen Capacidad de Infiltración Media Coeficiente de Escurrimiento Estimación del Número de la Curva de Escurrimiento Hidrogramas Unitarios Tránsito de Avenidas 32 Análisis y Resultados Curva de Descarga Validación de la Curva de Descarga Índices de Infiltración Ø Coeficiente de Escorrentía Estimación del Número de la Curva de Escorrentía Hidrogramas Unitarios Método de Muskingum Cunge 44 Conclusiones 45 Recomendaciones 47 Bibliografía 48 Anexos 52 Anexo 1 52 Anexo 2 53 Anexo 3 54 Anexo 4 56 VII

8 Anexo 5 57 Anexo 6 82 Anexo 7 96 VII

9 RESUMEN El presente proyecto de investigación, se centra en la generación de información base y estudios de relación lluvia- escorrentía en la micro-cuenca El Limón con el fin de que sirva como plataforma para la aplicación de proyectos posteriores. De dicha micro-cuenca, se obtuvo datos importantes como área, pendiente hidráulica, radio hidráulico, caudal, velocidad; realizando aforos con molinete para determinar el caudal, además se utilizó topografía del sitio para identificar tipos de suelo, coberturas vegetal determinando así el número de la curva, se tomó en cuenta la ubicación de las estaciones pluviométricas en la cuenca para determinación de los polígonos de Thiessen. A partir de los caudales obtenidos de los pluviómetros se llevó a cabo los cálculos de lluvia escorrentía, se realizó los hidrogramas unitarios para nueve tormentas ocurridas en la Cuenca el Limón; tomando en cuenta los datos tomados por los caudalímetros ubicados en dicha cuenca y se determinaron parámetros para el tránsito hidrológico de avenidas mediante el método de Muskingum Cunge para evaluación de la misma. PALABRAS CLAVES: Aforos con molinete, polígonos de Thiessen, hidrogramas unitarios 1

10 ABSTRACT The research project focuses on the generation of information and studies based rainfallrunoff relationship at the micro-watershed El Limón in order to serve as a platform for the implementation of subsequent projects. In this micro-watershed was obtained important data such as area, hydraulic slope, hydraulic radius, flow rate; was performing appraisals with pinwheel to determine the flow, and topography of the site was used to identify soil types, vegetation coverage and determining the number of the curve, we took into account the location of meteorological stations in the watershed to determine the Thiessen polygons. From the flow obtained from the gauges was carried out calculations of rain runoff, unit hydrographs for nine storms in the Limón Basin was performed; taking into account the data taken by the flow meters located in the basin and hydrological parameters for Routing is determined by the Muskingum Cunge method for evaluation of it. KEYWORDS: Gauging with pinwheel, Thiessen polygons, unit hydrographs 2

11 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO

12 1.1 Introducción La implementación de proyectos de ingeniería civil que permitan conocer los datos hidrológicos del sector es elemental para controlar de manera seria y responsable las afecciones que puede llegar a tener los mismos, debido al comportamiento del agua en la Tierra. La misma que obedece a leyes físicas que permiten evidenciar un balance entre la precipitación, evaporación y escorrentía superficial. La erosión de los suelos provocados por las lluvias, los volúmenes de agua que se acumulan para el uso humano, la cuantificación de los caudales mínimos en épocas de estiaje y la cuantificación de las crecidas de los ríos, son algunos datos que se pueden obtener a partir del estudio de cuencas. Datos necesarios para un correcto cálculo y análisis de proyectos. Por lo anterior, se realiza este tema investigativo con el fin de conocer el comportamiento hidrológico de la micro-cuenca El Limón. Se debe recalcar que la Universidad Técnica Particular de Loja tiene actualmente un convenio con el I. Municipio de Zamora Chinchipe el cual permite utilizar la micro-cuenca El Limón con fines de investigación. Es importante denotar que a partir de esta micro-cuenca se obtiene el agua para la ciudad de Zamora y por lo que el conocimiento de la misma es especialmente relevante. En el presente proyecto se analizó diferentes aspectos para esta micro-cuenca entre estos tenemos: Curva de descarga.- La curva de calibración es obtenida generalmente en base a la información de campo adquirida con el correntómetro para finalmente determinar el caudal o descarga que discurre en una estación de aforo en un tiempo, y para una altura de escala determinada. Información pluviométrica.- Una estación pluviométrica es la estación principal encargada de medir la lluvia. La finalidad principal de una estación pluviométrica es la elaboración de la climatología de la zona en que se encuentra. En la cuenca existen 3 estaciones que registran información pluviométrica empleando esta información se caracterizó la precipitación total anual sobre la cuenca, mediante curvas isoyetas 4

13 Polígonos de Thiessen.- Los polígonos de Thiessen permiten calcular la precipitación media sobre un área determinada mediante una ponderación basada en el área de influencia de la estación que la registra. Capacidad de infiltración media.- Es la velocidad máxima con la que el agua penetra en el suelo. La capacidad de infiltración depende de muchos factores; un suelo desagregado y permeable tendrá una capacidad de infiltración mayor que un suelo arcilloso y compacto. Coeficiente de Escurrimiento.- Es la relación entre la lámina de agua precipitada sobre una superficie y la lámina de agua que escurre superficialmente. Número de la Curva.- Se desarrolló para calcular las abstracciones de una tormenta, las cuales incluyen la intercepción, la detención superficial y la infiltración propiamente dicha. Hidrogramas Unitarios.- Curva básica de respuesta a una unidad de precipitación que describe la forma en que una cuenca devuelve un ingreso de lluvia distribuido en el tiempo. Se basa en el principio de que dicha relación entrada-salida es lineal, es decir, que pueden sumarse linealmente.(villón Béjar,2004) Tránsito de Avenidas.- Se base en algunos conceptos básicos que nos permiten calcular la cantidad de agua transportada por un río. Si adoptamos un enfoque hidrológico solo necesitamos saber el cambio en el volumen de agua que entra y sale en un tramo de un río.(villón Béjar, 2004) 5

14 1.2 Alcance El presente trabajo investigativo, busca generar información base y estudiar las relaciones lluvia- escorrentía en la micro-cuenca El Limón Zamora Chinchipe, por lo cual se recopilará información base del sitio, en donde se investigará la información del tipo de suelo y se analizará los datos de precipitación, caudal, realizando relaciones lluviaescorrentía. A partir de los datos investigados se obtendrá el número de la curva, hidrogramas unitarios, tiempos de concentración, etc. Esto nos va a permitir tener un conocimiento hidrológico de la cuenca. 1.3 Objetivos 1.4 Objetivo general Generar información base y estudiar las relaciones lluvia- escorrentía en la micro-cuenca El Limón Zamora Chinchipe 1.5 Objetivos específicos Recopilar información de línea base Calibrar la sección de aforo en la cuenca El Limón- Zamora Chinchipe. Establecer características de la cuenca y encontrar parámetros como área hidráulica, pendiente, caudal máximo, topografía, velocidad, profundidad de la corriente. Realizar estudios lluvia- escorrentía en la micro-cuenca y obtener parámetros representativos. 6

15 MATERIALES Y MÉTODOS

16 2.1 Microcuenca El Limón Ubicación Geográfica La micro-cuenca se encuentra ubicada al sureste de la ciudad en la parroquia El Limón, cantón Zamora, provincia de Zamora Chinchipe. Se limita al norte con la micro-cuenca Chorrillos, al sur, este y oeste con el Parque Nacional Podocarpus. Esta micro-cuenca es la que provee de agua a la ciudad de Zamora. La micro-cuenca el Limón consta de un área total de 1019 hectáreas, la diversidad de vegetación incluye bosques de chaparro, bosques naturales, bosques secundarios, matorrales, pastizales. Cuenta con un clima subtropical, templado-húmedo, con una precipitación que oscila entre mm/año y una temperatura media anual de 20 ºC (Cisneros R. 2005) La topografía del área es muy irregular; en su mayoría existen pendientes con promedio del 70 %, especialmente el lado que comprende el límite con El Parque Nacional Podocarpus. (Cisneros R. 2005) El sitio más alto de la micro-cuenca hidrográfica está en la cota aproximada de m s.n.m., mientras que la cota más baja está a 900 m s.n.m. y se encuentra en la Zona 17 S proyección Transversa de Mercator, ubicada en las siguientes coordenadas planas: Latitud: a W Longitud: a S Debido a la orientación y diferencias altitudinales de la micro-cuenca, en el área se generan pequeñas variaciones micro-climáticas respecto a la ciudad de Zamora. 8

17 2.1.2 Caracterización Morfométrica El área de estudio según el Centro Interamericano de Desarrollo Integral de Aguas y Tierras citado por Escobar (2001) por la superficie que posee se clasifica como una microcuenca. (Coronel y Jaramillo, 2005) Tabla 1: Caracterización morfométrica de la micro- cuenca el Limón PÁRAMETRO UNIDAD RESULTADO INTERPRETACIÓN MORFOLOGÍA DE LA MICROCUENCA Área km Cuenca pequeña Perímetro km 15.3 Longitud axial km 6.27 Ancho promedio km 1.26 Factor de forma 0.25 Microcuenca alargada, poco peligro de crecidas Coeficiente de compacidad 1.34 Oval redonda a oval oblonga (ovalada) Índice simétrico 7.3 Microcuenca asimétrica FISIOGRAFÍA Mediana de altitud m s.n.m Altura media m s.n.m. 880 Altitud media m s.n.m Pendiente media % 62.4 Orientación Este-Oeste Coeficiente de masividad Km/km Coeficiente orográfico m Relieve accidentado MORFOLOGÍA DE DRENAJE Corriente Clasificación de corrientes perenne Orden de corrientes Orden 3 Densidad de drenaje Km/Km Transporta agua todo el año y siempre están alimentadas totalmente Se trata de una microcuenca mal drenada Fuente: Coronel y Jaramillo

18 2.1.3 Cobertura Vegetal En base a la clasificación ecológica de Holdridge (1967) la microcuenca El Limón corresponde a la zona de vida bosque húmedo Premontano (bh-pm). (Coronel y Jaramillo, 2005) La microcuenca El Limón consta de un área 1019 ha, la superficie total de la cuenca se encuentra cubierta por diferentes tipos de vegetación en un 98.77%. Los tipos de vegetación son: bosque alto maduro con % ( ha). El bosque alto secundario corresponde al % ( ha). El bosque achaparrado ocupa el 5.42 % del total del área ( ha) El complejo pastizal-bosque representa el 7.60 % ( ha). La comúnmente denominada luzara ocupa ha (1.87 %) Finalmente los pastizales ocupan el % de la cobertura, es decir ha. En la parte más baja de la microcuenca se encuentra la zona urbana con ha que corresponde 1.22 % donde se encuentra el barrio El Limón. (Coronel y Jaramillo, 2005) En el Anexo 1 se presenta el plano de cobertura vegetal de la micro-cuenca Caracterización de Suelo El suelo presente en la cuenca es una sola capa, identificada como horizonte Ap (horizonte arado) que es un suelo más superficial y en él enraíza la vegetación herbácea con un color generalmente oscuro por la abundancia de materia orgánica descompuesta o humus elaborado de fragmentos de tamaño fino y de compuestos solubles, en el fondo se encuentra una capa de arena y grava. Además se identifica con un suelo de Tipo C que está constituido por un 50% de contenido en limos y arcillas. Valarezo et al (1998). En el Anexo 2 se observa el plano de aptitud de suelo de la micro-cuenca en la que se indican las siguientes zonas: 1) zona de conservación donde la vegetación se encuentra intacta, 2) zona de recuperación y conservación la cual ha sido ligeramente talada y reforestada con fines de conservación, 3) zona de recuperación en donde actualmente se está reforestando ya que ha sido gravemente talada y 4) zona de concienciación la cual 10

19 hace referencia a la zona poblada concienciación sobre la conservación de la micro-cuenca. del Limón, en donde se realizan actividades de Figura 1. Descripción de los tipos de horizonte del suelo, señalando que para esta cuenca el tipo de horizonte es el A Fuente: Rocas y minerales, Estudios Realizados Curva de Descarga Para llegar a conocer los recursos hidráulicos de una cuenca es necesario averiguar el caudal, diariamente, a la misma hora, y durante el mayor número posible de años. Así es como se llega a conocer el régimen de los ríos. Estableciendo estaciones de aforo. (Chereque Morán, 2013) Aforar significa medir caudales. Los términos caudal, gasto y descarga son sinónimos (Chereque Morán, 2013) La curva de descarga es la relación que existe entre los calados de agua obtenidos de los aforos y sus respectivos caudales. En la microcuenca El Limón se cuenta con una estación automática de aforo la que se describe a continuación: 11

20 Estación Automática de Aforo En la micro-cuenca El Limón existe una estación automática de aforo para la medición diaria y horaria de los niveles que alcanza el espejo del agua, ubicada a unos 5 metros aguas arriba de la captación del sistema de agua potable de la ciudad de Zamora en las coordenadas UTMX , UTMY , UTMZ El recolector de datos Thalimedes por flotador permite medir el nivel de las aguas subterráneas y superficiales. Figura 2: Recolector de datos Thalimides Fuente: Elaboración propia El codificador angular OTT Thalimedes sirve para la medición continua y el almacenamiento de datos de niveles de aguas subterráneas y aguas superficiales. La combinación con limnígrafos mecánicos convencionales es fácil de realizar y no depende de las peculiaridades de instalaciones existentes. Con la digitalización de los resultados en el lugar propio se puede reducir el tiempo invertido, además se minimizan errores eventuales debidos a la lectura o transferencia manual de datos. El codificador angular a partir de las alteraciones del nivel de agua mueven la rueda de flotador de funcionamiento suave por medio del flotador propio y su cable. La posición de la rueda de flotador se transforma en una señal electrónica que se transmite al recolector de datos integrado por medio de una línea de transmisión de datos y ahí se almacena en intervalos de ajuste previo. A través del interfaz RS-232 o IrDA los valores almacenados están dispuestos para el procesamiento posterior. 12

21 Para la presente tesis se utilizó información de niveles recopilados en la estación de aforo registrados entre el 27/08/2012 al 06/06/2013. Para poder determinar los caudales se realizaron aforos con molinete para calcular la correspondiente curva de descarga que relacione niveles con caudales Aforo Mediante el Método del Molinete Este método se lo aplicó con el fin de obtener los caudales del río en estudio, empleando el correntómetro o molinete de eje vertical. Figura 3. Molinete de eje vertical Fuente: Elaboración propia Los molinetes miden la velocidad por medio de un órgano móvil que detecta la velocidad de la corriente y transmite las indicaciones de un interruptor encargado de cerrar un circuito eléctrico, cuando ha dado un cierto número de vueltas sobre un contador o contómetro. (Villón Bejar, 2004) La sección escogida para realizar los aforos se ubicó a 1.5m aguas arriba de la estación automática de aforo Thalimides, se dividió en secciones de 1m de ancho y se realizó las lecturas en cada franja a 3 diferentes profundidades dependiendo de la cantidad de agua del río. 13

22 A partir de estas lecturas se pudo obtener las velocidades en base a las ecuaciones del molinete y se calculó el caudal del río Figura 4: Aplicación del método de aforo con molinete Fuente: Elaboración propia Las ecuaciones de velocidad del molinete son las siguientes: Rev tiempo x x < 40 Rev. [1] Rev Tiempo x x > 40 Rev [2] La velocidad media en cada vertical se obtiene realizando un promedio de las observaciones, la velocidad media entre dos verticales se calcula como: V = V1+V2 2 [3] 14

23 La profundidad media se obtiene a partir de un promedio de las mismas, siendo así su fórmula: P = P1+P2 2 [4] El caudal parcial se obtiene a partir de: Qp = V P A [5] Siendo: V - velocidad media P profundidad media A ancho de cada sección Entre el 27/06/2012 al 20/09/2013 se realizaron 41 aforos con molinete, los 3 primeros meses se efectuó dos aforos por semana, luego se realizó 1 aforo por semana, los mismos que me permitirán definir de una manera más correcta la curva de descarga. Cabe denotar que para la aplicación de este método se compararon los valores medidos a partir de los aforos con los valores calculados a partir de la ecuación de caudal obtenida Determinación de la Curva de Descarga La curva de descarga se asemeja a una curva parabólica de orden superior con ecuación (Oñate, 2007): Q = a (h ho) n [6] Donde ho es el valor de h para el Q=0 y a es el valor de Q para h-ho=1 15

24 Aplicando logaritmos a la ecuación anterior: Log Q = Log a + n Log (h ho) [7] La ecuación corresponde a una recta en la que el valor de n representa el coeficiente angular. Se aplica el criterio de mínimos cuadrados para ajustar la curva de descarga, la misma que minimiza las distancias cuadráticas de los puntos con la línea, que tiene la forma de la ecuación de la recta: Y = α + β X [8] Dónde: Y= Log Q α= Log a β= n X= Log (h-ho) Los coeficientes α y β se pueden obtener a partir de las ecuaciones siguientes: α = [( Y) ( X2 )] [( X) ( X Y)] [N ( X 2 )] [ X] 2 [9] β = [N ( X Y)] [ (X) (Y)] [N ( X 2 )] [ X] 2 [10] donde n es el número de datos existentes r = [N ( X y)] [( X) ( Y)] {[N ( X 2 ) ( X) 2 ] [N ( Y 2 ) ( Y) 2 ]}^0.50 [11] El valor más alto de r será el que defina la ecuación de la curva de descarga. 16

25 La curva de descarga utilizada en la presente investigación se determinó en dos fases, la primera empleando 31 de los datos y utilizando los 10 restantes para validación de la ecuación obtenida. En una segunda fase, luego de validado el proceso de cálculo de la curva de descarga, se emplearon los 41 registros disponibles. Esta ecuación es la que se utilizó en el presente proyecto para los cálculos posteriores Validación de la Curva de Descarga Utilizando los 10 registros de aforos finales y sus correspondientes alturas medidas con el Thalimides se realizó la validación de la curva de descarga calculando los parámetros descritos a continuación, para comprobar el ajuste de variables observadas y calculadas (Oñate, 2007) Coeficiente de correlación (R 2 ).- es una medida relativa que indica el grado de ajuste a una línea recta entre los datos observados y simulados. Un valor de R 2 =1 nos indica una tendencia lineal perfecta entre los datos pero no significa necesariamente que ésta sea de 1:1. Es adimensional y se calcula mediante la expresión: 1 R 2 = [ N (Q o (i) Q 2 i=1 )(Q o c (i) Q ) c ] σ 0 xσ c [12] Dónde: Q o(i)- Caudal observado Q c(i)- Caudal calculado 17

26 Coeficiente de eficiencia de Nash & Sutcliffe (EF): Permite verificar el grado de relación 1:1 de los datos en análisis (Nash y Sutcliffe, 1970). Se puede obtener valores menores o iguales a 1, valores de 1 indican un ajuste perfecto. Un valor de EF=0 indica que la predicción es tan precisa como la medida del modelo. Un valor de EF<0 es señal de que la medida es un mejor predictor que el modelo. En términos generales, un valor entre 0.1 y 0.7 se puede considerar como estadísticamente adecuado. (Oñate, 2007) EF = 1 N i=1 (Q o (i) Q c (i)) 2 N i=1(q o (i) Q (i)) 2 c [13] Error cuadrático medio (RMSE): Permite comparar el ajuste entre los datos observados en campo y los calculados. Las unidades son las mismas de los datos observados. Valores de RMSE iguales a 0 son óptimos ya que los errores no existirían y la relación sería perfecta. Pueden darse cualquier valor positivo. (Oñate, 2007) RMSE = N i=1 (Q o (i) Q c (i))2 N [14] Estaciones Pluviometricas La cuenca en estudio cuenta con dos estaciones pluviométricas en la parte superior de la cuenca y una estación meteorológica junto a la captación, las cuales toman lecturas cada hora. El pluviómetro consiste en un recipiente cilíndrico de lámina, de aproximadamente 20cm de diámetro y 60cm de alto. La tapa del cilindro es un embudo receptor, el cual se comunica con una probeta de sección diez veces menor que el de la tapa. Esto permite medir la altura de la lluvia en la probeta con una aproximación hasta décimos de milímetros, ya que cada centímetro medido en la probeta corresponde a un milímetro de altura de lluvia; para medirla se saca la probeta y se introduce una regla graduada, con la cual se toma la lectura. (Villón Bejar,2004). 18

27 Las estaciones automáticas poseen capacidad de consulta y parametrización remota, encontrándose conectadas a un ordenador central equipado con un sistema automático de adquisición y proceso de datos, exportándose posteriormente a la aplicación que gestiona estos datos para su validación y archivo. (Hispagua, 2014) Curvas Isoyetas Son curvas que unen puntos, en un plano cartográfico, que presentan la misma precipitación en la unidad de tiempo considerada. El lugar geométrico de los puntos de igual pluviosidad en un período determinado de tiempo. Se mide en milímetros de altura (Alca Campos, 2014) Es el método más preciso. Se utiliza curvas de igual precipitación. El trazado de esas curvas es semejante al de las curvas de nivel, en donde la altura del agua precipitada sustituye la cota del terreno. Se debe considerar los efectos orográficos de la hoya, de modo que el mapa final represente un modelo de precipitación más real que si hubiera sido obtenido sin tener en cuenta dichos efectos. (Monsalve Sáenz, 1999) En el Anexo 3 se presenta el plano de curvas isoyetas Poligonos de Thiessen Este método se lo utilizó para obtener la precipitación media ponderada de las estaciones pluviométricas los mismos que fueron ordenarón por fechas y horas. Para la aplicación de este proceso se ubicó en el plano topográfico de la cuenca las coordenadas exactas de las estaciones pluviométricas, las mismas se presentan a continuación: 19

28 Tabla 2: Coordenadas de pluviómetros y estación meteorológica COORDENADAS DESCRIPCIÓN NORTE ESTE PLUVIÓMETRO PLUVIÓMETRO ESTACION METEOROLÓGICA Fuente: Elaboración propia Se unió las tres estaciones formando triángulos, luego se trazó las mediatrices de los lados del triángulo formando polígonos. Se define el área de influencia para estación, conformada por los límites de la cuenca y los polígonos. Continuando con el proceso se calcula el área para cada estación y finalmente se realiza el cálculo de la precipitación media ponderada para toda la cuenca usando la siguiente ecuación: P = P1 A1+P2 A2+P3 A3 Acuenca [15] Siendo: P- precipitación ponderada P1- precipitación de la estación 1 A1- área de la estación 1 P2- precipitación de la estación 2 A2- área de la estación 2 P3- precipitación de la estación 3 A3- área de la estación 3 Acuenca- área total de la cuenca El plano de los polígonos de Thiessen se presenta en el Anexo 4 20

29 2.2.5 Capacidad de Infiltración Media La secuencia triple: entrada de agua, circulación y almacenamiento de agua en el suelo, hacen que se presenten dificultades en la medida de la infiltración de agua en una cuenca determinada. (Oñate, 2003) En este proyecto se realizó el método de Indices para estimar la Infiltración. Para este método se organizó los datos tomados por el Thalimides y con la ecuación calibrada se calculó caudales y se realizó 9 hidrogramas; con los datos de precpitación ponderada obtenidos del método de los polígonos de Thiessen se dibujó los histogramas de las tormentas correspondientes. El índice Ø se constituye como la intensidad media por encima de la cual todo lo precipitado se transforma en escorrentía superficial directa (ESD). El principio en que se basa el método es la separación en el hidrograma de la parte que corresponde a la escorrentía superficial directa (del llamado flujo base). (Oñate 2003) Para separar el flujo base de la escorrentía superficial directa se traza una línea horizontal desde el punto en el que comienza a ascender el hidrograma hasta el punto que termina. Figura 5: Separación del Flujo Base Fuente: Oñate

30 Una vez separado el flujo base, se calcula la lluvia en exceso efectiva (hpe) como el volumen de escurrimiento directo dividido entre el área de la cuenca hpe = V ed A c [16] A partir de este dato se obtiene el indice de infiltración Ø. Trazando una línea horizontal en el histograma de la tormenta, sumando las alturas de precipitación que quedan por encima de la línea siendo estas igual a hpe. El índice de infiltración media será igual a la altura de precipitación correspondiente a la línea horizontal dividida entre el intervalo de tiempo que dure cada barra del histograma. (Oñate 2003) Figura 6: Indice de infiltración media Fuente: Elaboración propia Para obtener los índices de infiltración de la micro-cuenca el Limón se realizó los hidrogramas unitarios e histogramas correspondientes de varias tormentas, a partir de esto se obtuvo las precipitaciones efectivas y el índice de infiltración Ø. 22

31 2.2.6 Coeficiente de Escurrimiento o Escorrentía Es una relación entre la lámina de agua precipitada sobre una superficie y la lámina de agua que escurre superficialmente, influyen también la impermeabilidad de los suelos, la densidad de la cubierta vegetal y la variación espacial de la lluvia Es la relación que existe entre la precipitación efectiva y la precipitación total que se representa con la siguiente ecuación: C = Pe Pt [17] Estimación del Número de la Curva de Escorrentia El Soil Conservation Service, desarrolló un procedimiento para obtener la llamada precipitación eficaz o efectiva que produce escorrentía superficial directa. (Oñate. 2003) El método del número de la Curva se determinó mediante dos procedimientos: En función de los valores de precipitación efectiva y la precipitación total, calculados como se describe en el apartado 2.2.5, mediante aproximaciones sucesivas se determinó el valor del número de la curva que representa de manera óptima la relación entre ellas mediante la ecuación: Pe = [P 508 NC +5.08]2 P NC [18] Siendo: Pe- precipitación efectiva P- precipitación total NC- Número de la curva 23

32 Se determinó el número de la curva en base a tablas, este método depende de varios factores como: a) Uso del suelo b) Tratamiento superficial al que ha sido sometido c) Condición hidrológica del suelo: pobre, si los suelos están erosionado; buena, si los suelos estan protegidos con cobertura vegetal. d) Grupo hidrológico del suelo: A: muy permeable B: permeable C: impermeable D: muy impermeable e) Condición de Humedad Antecedente: relacionada con la cantidad de lluvia caida en la cuenca durante los 5 días precedentes (ll 5). Se definen 3 grupos: AMCI para suelos seco, (ll 5) <2.5cm AMCII para suelos intermedios, 2.5cm < (ll 5) < 5cm AMCIII para suelos húmedos, (ll 5) > 5cm (Oñate, 2003) Las tablas para obtener el número de la curva de acuerdo a las condiciones de la cuenca son: Tabla 3: Grupo Hidrológico del Suelo Fuente: Oñate

33 Cuando se tiene diferentes condiciones del de humedad para el suelo se puede ajustar a partir de esta tabla. Tabla 4: Valores de CN para diferentes condiciones de humedad del suelo CN AMC II CN AMC I CN AMC III Fuente: Oñate

34 Para determinar el CN de tierras agrícolas y cultivadas, además de otro tipo de tierras agrícolas. Tabla 5: Valores de CN para uso de tierra, descripción y tipo de cobertura COBERTURA GRUPOS DE SUELOS Uso de la Tierra Tratamiento o Práctica Condición A B C D Hidrológica Número de curva Rastrojo Hileras rectas Cultivos en hileras Hileras rectas Mala Buena Curvas de nivel Mala Buena Curvas de nivel y terrazas Mala Buena Cultivos en hileras estrechas Hileras rectas Mala Buena Curvas de nivel Mala Buena Curvas de nivel y terrazas Mala Buena Leguminosas en hileras Hileras rectas Mala estrechas o forraje en Buena rotación Curvas de nivel Mala Buena Curvas de nivel y terrazas Mala Buena Pastos de pastoreo Mala Regular Curvas de nivel Buena Mala Regular Buena Pastos de corte Buena Mala Bosques Regular Buena Patios Caminos de tierra Pavimentos Fuente: Monsalve

35 Tabla 6: Valores de CN para uso de tierra, descripción y tipo de cobertura Descripción y tipo de cobertura Condición hidrológica Número de curva para grupos de suelos hidrológicos A B C D Pasto, forraje para pastoreo Mala Regular Buena Prados continuos, protegidos de pastoreo y generalmente segado para heno Maleza mezclada con pasto de semilla, con la maleza como principal elemento Combinación de bosques y pastos (huertas o granjas con árboles) Mala Regular Buena Mala Regular Buena Bosques Mala Regular Predios de granjas, construcciones, veredas, caminos y lotes circundantes Buena Fuente: Monsalve

36 2.2.8 Hidrogramas Unitarios Es un método utilizado para la determinación del caudal producido por una precipitación en una determinada cuenca hidrográfica. Si fuera posible que se produjeran dos lluvias idénticas sobre una cuenca hidrográfica cuyas condiciones antes de la precipitación también fueran idénticas, sería de esperarse que los hidrogramas correspondientes a las dos lluvias también fueran iguales. Esta es la base del concepto de hidrograma unitario. En la realidad es muy difícil que ocurran lluvias idénticas; estas pueden variar su duración; el volumen precipitado; su distribución espacial; su intensidad. Para utilizar el método del hidrograma unitario, se contó con hidrogramas medidos a la salida de la cuenca, además de las precipitaciones tomadas por los pluviómetros. Para obtener los hidrogramas unitarios se obtuvo los histogramas de precipitación de cada tormenta, además de los hidrogramas calculados a partir de los caudales obtenidos de la fórmula de la curva de descarga. Se calculó la altura de precipitación efectiva a partir de sacar el área bajo el hidrograma y mediante aproximaciones sucesivas se determinó el índice de infiltración Ø, adoptándose para el efecto un valor de altura de precipitación que permita igualar la altura de precipitación sobre el índice Ø con la altura obtenida de la razón área bajo el hidrograma y área de la cuenca. Se obtuvo la precipitación total a partir de las sumas de las precipitaciones del histograma de cada tormenta, teniendo estos datos se obtuvo el coeficiente de escurrimiento dividiendo la precipitación efectiva para la precipitación total; por otra parte se obtuvo el número de la curva en base a tanteos empleando la fórmula de precipitación efectiva (18) tanteando el número de la curva de escorrentía hasta obtener el valor de la precipitación efectiva igual al obtenido en el análisis del índice Ø; se debe recalcar que se determinó también el número de la curva a partir de tablas de acuerdo a las características de la micro-cuenca El Limón; a partir de esto se calculó los nueve hidrogramas unitarios de cada tormenta y se determinaron hidrogramas unitarios promedios de acuerdo a la duración efectiva de cada tormenta. 28

37 Para el cálculo del hidrograma unitario se realizó en base a las fórmulas que desarrolló Mokus (Oñate, 2003) Qp = A tp [19] en dónde A es el área de la cuenca en km 2, tp es el tiempo pico en horas y qp es el caudal pico en m 3 /s/mm Del análisis de varios hidrogramas Mokus concluye que el tiempo base y el tiempo pico tp se relacionan mediante la expresión: tb = 2.67 tp [20] A su vez el tiempo pico se expresa como: tp = de 2 + tr [21] Donde de es la duración en exceso y tr es el tiempo de retraso, el cual se estima mediante el tiempo de concentración tc como tr = 0.6 tc [22] Además la duración en exceso con la que se tiene mayor gasto pico, a falta de mejores datos, se puede calcular aproximadamente como de = 2 tc [23] Para cuencas grandes o bien como de = tc para pequeñas. Todos los tiempos y la duración en exceso en las fórmulas anteriores están en horas. 29

38 Tiempo de Concentración El tiempo de concentración se define como el tiempo de viaje de una partícula de agua que recorre el trayecto hidráulicamente más largo hasta la salida de una cuenca, es decir, el tiempo en que comienza a llegar la precipitación de todos los puntos de la cuenca. A continuación se presentan varios métodos para estimar dicho parámetro o Fórmula de Kirpich Desarrolada empiricamente para estimar el tiempo de concentración con información de siete cuencas rurales en Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (de 3% al 10%). Siendo: tc = L0.77 S [24] tc: tiempo de concentración (m) L: longitud máxima a la salida (m) S: pendiente media del lecho (m/m) o Fórmula de Giandotti tc = 4 A+1.5L 25.3 SL [25] Dónde: tc- tiempo de concentración (h) A- área de la cuenca (Km 2 ) L- longitud del cauce principal (Km) S-pendiente media de la cuenca (m/m) 30

39 o Fórmula de Passini tc = β(al)1 3 J0.5 [26] Dónde: tc- tiempo de concentración (h) J- pendiente media del cauce principal A- área de la cuenca (km 2 ) L- longitud del cauce principal (km) o Fórmula Californiana Culvert Practice Siendo: tc = 60 ( 11.9L3 H ) [27] tc- tiempo de concentración (h) L- longitud del cauce principal (millas) H- elevación media de la cuenca (pies) o Fórmula Californiana Siendo: tc- tiempo de concentración (h) L- longitud del cauce principal (km) J- pendiente media del cauce (m/m) 0.77 tc = ( L ) J1 2 [28] 31

40 o Fórmula de Venturas- Heras tc = α A0.5 J [29] Siendo: tc- tiempo de concentración (h) A- área de la cuenca (km 2 ) J- pendiente media del cauce (m/m) o Fórmula de Temez 0.76 tc = 0.3 ( L ) J1 4 [30] tc- tiempo de concentración (h) L- longitud principal del cauce (km) J- pendiente media del cauce (m/m) Tránsito de Avenidas El tránsito de avenidas se basa en algunos conceptos básicos que nos permiten calcular la cantidad de agua transportada por un río. Adoptando un enfoque hidrológico, solo se necesita saber el cambio en el volumen de agua que entra y sale de un tramo de río. Los métodos utilizados para tránsito de avenidas se describen a continuación.(villón Bejár, 2004) 32

41 Método de Muskingum Cunge Este método es posiblemente el más utilizado en cálculos manuales por su sencillez al momento de usarlo. Cunge combinó métodos hidráulicas con la simplicidad del método de Muskingum. Calculó las dos constantes utilizadas en el método de Muskingum, K y X, mediante parámetros hidráulicos del cauce. (Chow et al, 1994) K = x c [31] X = 1 (1 ) [32] 2 BS o x Q c = V m [33] Δx- longitud del tramo del cauce considerado c- celeridad m- aproximadamente 5/3 para cauces naturales So- pendiente media del cauce adimensional Q- caudal B- anchura del cauce La correcta aplicación de este método requiere elegir correctamente el Δt y el Δx. Para ello se dividirá el tramo estudiado en subtramos, de modo que el caudal de salida de uno de ellos será el caudal de entrada del siguiente (US Army Corps of Engineers, 1994) Para la aplicación de este método se obtuvo los datos hidráulicos del cauce en un tramo de una longitud de m se tomó las pendientes y a partir de esto se obtuvo el área hidráulica, radio hidráulico, velocidad media, caudal. 33

42 ANÁLISIS Y RESULTADOS

43 3.1 Curva de Descarga A partir de los aforos semanales con molinete se obtuvo una ecuación que relaciona el caudal y la altura misma que toma el nombre de curva de descarga, como se puede observar en la Figura 7. CURVA DE DESCARGA 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Figura 7: Curva de descarga Fuente: Elaboración propia 35

44 En el Anexo 5 se encuentran las tablas de los cálculos realizados, a partir de los datos obtenidos en los aforos con molinete y la relación con su altura. Obteniendo la ecuación que relaciona el caudal con la altura medida en el thalimides. Q = h Donde: Q- caudal en m 3 /s H- altura Thalimides en m 3.2 Validación de la Curva de Descarga Para la validación de la curva de descarga se utilizó los últimos 10 valores medidos con molinete y los calculados con la ecuación de la curva de descarga que fue obtenida a partir de los 31 valores medidos con el molinete. La curva de descarga presentó los valores de los coeficientes de validación que se incluyen en la tabla 4. Tabla 7: Valores obtenidos de las ecuaciones de curva de descarga y cálculo de los coeficientes de validación COEFICIENTES DE VALIDACIÓN Coeficiente de Correlación Coeficiente de Eficiencia de Nash& Sutcliffe Error Cuadrático Medio Fuente: Elaboración propia 36

45 CAUDAL (M3/S) A partir de la curva encontrada y de los indicadores de validación se puede notar que el coeficiente de correlación R 2 es de que indica que aunque no tiene una tendencia lineal perfecta por no ser igual a 1, al estar cerca de 1 sugiere un coeficiente aceptable para el estudio. El coeficiente de eficiencia de Nash & Sutcliffe (EF) que permite verificar el grado de relación 1:1 de los datos analizados es igual a 0.803, que al igual que el coeficiente anterior el valor de 1 muestra un ajuste perfecto, sin embargo si el valor es mayor que 0.7 se lo considera estadísticamente adecuado. En la figura 8 se puede apreciar que los caudales calculados con la ecuación de la curva de descarga y los caudales medidos con el molinete 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Caudal medido con molinete Caudal calculado curva de descarga 0 01/01/1900 FECHAS Figura 8: Comparación de caudales Fuente: Elaborado propia 37

46 3.3 Índices de Infiltración Ø Los resultados del cálculo del índice de infiltración se muestran a continuación en la tabla 5. Tabla 8: Índice de infiltración INDICE DE INFILTRACIÓN Ø N Fecha PE (mm) P acum. 5 días antes (cm) 1 10/09/ /10/ /11/ /11/ /11/ /12/ /12/ /12/ /12/ Ø Fuente: Elaboración propia Los valores del índice de infiltración fluctúan entre a con un promedio de 6.91, cabe recalcar que en la tormenta numero 4 el valor del índice de infiltración disminuye de a debido a que estas tormentas son consecutivas por lo que el suelo anteriormente ya ha infiltrado una cierta cantidad de agua presentando un cierto grado de saturación; caso similar ocurre entre las tormentas 6 y 7 en las que el índice disminuye de a por similares circunstancias; hay que tomar en cuenta que para la tormenta 8 es una tormenta sucesiva a la anterior que se presenta a los dos días y por ende su índice de infiltración es de 3.634, al encontrarse prácticamente el suelo saturado la siguiente tormenta que se presenta del 9 que es continua a la anterior tiene un valor de infiltración de

47 Hay que tomar en cuenta que en la micro-cuenca el Limón existe un tipo de suelo C constituido por limos y arcillas, cuenta con abundante vegetación. Cabe denotar que al existir precipitaciones en los 5 días precedentes a la tormenta, el suelo tiende infiltrar en una menor cantidad ya que el suelo se encuentra saturado, caso contrario el suelo tiene mayor capacidad de infiltración. En el Anexo 6 se presentan los procesos de cálculos para obtener el índice de infiltración. 3.4 Coeficiente de Escorrentía El coeficiente de escorrentía muestra la cantidad de agua que escurre debido a las propiedades del suelo y su cobertura vegetal, en la tabla 6 se muestra los valores de escorrentía obtenidos de las tormentas en estudio. Tabla 9: Coeficiente de escorrentía COEFICIENTE DE ESCORRENTIA N Fecha PE (mm) PT(mm) P acum. 5 días antes (cm) 1 10/09/ /10/ /11/ /11/ /11/ /12/ /12/ /12/ /12/ C Fuente: Elaboración propia 39

48 Los resultados obtenidos indican que en promedio la cantidad de agua que escurre, cuando no existen tormentas consecutivas es de ; mientras que en los casos de tormentas consecutivas como en la tormenta 4 con un valor 0.431, la tormenta 7 con un valor 0.524, la tormenta 8 con y la tormenta 9 con nos indican que tiende a escurrir más debido a que los suelos se encuentran saturados por las tormentas anteriores. Al obtener las precipitaciones acumuladas 5 días antes de que se presenten las tormentas se puede observar que al no tener mayores niveles de precipitación el coeficiente C es menor debido a que se produce mayor infiltración, cuando los niveles de precipitación antecedente son mayores el coeficiente C es mayor debido a que se produce menor infiltración. 3.5 Estimación del Número de la Curva de Escorrentía (CN) El número de la curva nos proporciona la cantidad de escorrentía producida por la microcuenca, a continuación se presenta los CN calculados a partir de datos medidos y de tablas. En la tabla 7 se presenta el número de la curva de escorrentía a partir de datos medidos y en la tabla 8 se presenta el número de la curva de escorrentía aplicando las tablas existentes en literatura. 40

49 Tabla 10: Número de la curva de escorrentía a partir de datos medidos NÚMERO DE LA CURVA DE ESCORRENTÍA (CN) P acum. 5 N Fecha PE (mm) PT(mm) CN días antes (cm) Cond. Hum. Antecedente AMC I 1 10/09/ I /10/ I /11/ I /11/ I /11/ I /12/ I /12/ II /12/ III /12/ III AMCII AMCIII Fuente: Elaboración propia Al verificar la condición antecedente del suelo en función de la precipitación se pudieron identificar la presencia de las 3 condiciones de humedad antecedente verificándose que para la condición I el valor del número de la curva es de para la condición antecedente II es de y para la condición antecedente III es de Tabla 11: Número de la curva de escorrentía a partir de tablas NÚMERO DE LA CURVA DE ESCORRENTÍA (CN) DESCRIPCIÓN NC Área A*NC Bosque chaparro Bosque de estribación de cordillera Bosque denso alto Sistemas agroforestales Luzara Pastizales Llashipal Total= CN= Fuente: Elaboración propia 41

50 Al considerar las condiciones de la cuenca se determinó un número de la curva de mediante la utilización de tablas para la condición de humedad antecedente II. Como podemos observar el valor de CN en el resultado a partir de datos medidos es de y en el resultado a través de tablas es de validándose de esta manera la determinación del número de la curva mediante las tablas existentes en literatura. 3.6 Hidrogramas Unitarios Los hidrogramas unitarios se los utilizó con el fin de determinar el caudal producido por una lluvia en una determinada cuenca hidrográfica. En el Anexo 7 se presenta la elaboración de los hidrogramas unitarios para cada tormenta y el hidrograma unitario total de acuerdo a las duraciones efectivas de cada tormenta, también se encuentra el cálculo del tiempo de concentración por varias fórmulas. A continuación se presenta el resumen de datos obtenidos en los hidrogramas y los tiempos de concentración calculados. Tabla 12: Resultados de hidrogramas unitarios N QP (m3/s/mm) de (h) TB (h) Tp (H) tr (h) tc (h) Fuente: Elaboración propia 42

51 Como podemos observar los hidrogramas unitarios tienen caudales entre a m 3 /s/mm, con duraciones efectivas de 1 a 6 h y con un tiempo de concentración de 2.28 a 4.16h. Tabla 13: Resultados de utilización de fórmulas para el tiempo de concentración FÓRMULA tc (h) Kirpich 0.36 Giandotti 0.56 Passini 0.48 California Culvert Practice 4.16 Californiana 0.35 Ventura - Heras 0.69 Temez 1.26 Fuente: Elaboración propia Como podemos observar el tiempo de concentración de todos los hidrogramas varían entre 0.35 h y 4.16h, con una media de 0.62h, valor calculado sin considerar los valores mayores a la media más una desviación típica. Tabla 14: Resultados de media y desviación típica FÓRMULA tc (h) (tc-tcm)^2 Kirpich Giandotti Passini E-05 California Culvert Practice Californiana Ventura - Heras Temez Media Desviación Promedio= 0.62 Fuente: Elaboración propia 43

52 3.7 Método de Muskingum Cunge A partir de los datos tomados del cauce y su pendiente medida en campo se pudo obtener el valor de la constante de almacenamiento K para el tramo de cauce de m de longitud, el valor de K varía de 0.5 a 10 y el factor de almacenamiento que varía de demostrando con esto que es un cauce natural ya que el rango de este factor para cauces naturales es de 0 a 0.3. En el anexo 8 se presenta el cálculo de este método. A continuación se presenta los resultados de la constante de almacenamiento K y el factor de almacenamiento x. Tabla 15: Resultados de constante de almacenamiento k y el factor de almacenamiento x TRAMO K X Fuente: Elaboración propia 44

53 CONCLUSIONES La microcuenca El Limón consta de un área total de 1019 hectáreas con una diversidad de vegetación que incluye bosques de chaparro, bosques naturales, bosques secundarios, matorrales y pastizales. Es una microcuenca pequeña alargada con poco peligro de crecidas; tiene forma oval redonda a oval oblonga, es asimétrica y tiene un relieve accidentado. El suelo de esta microcuenca es identificada como horizonte AP que es un suelo más superficial y en el enraiza la vegetación, también se lo clasifica como un suelo tipo C que se encuentra constituido por un 50% de limos y arcillas. La ecuación calibrada que se obtuvo a partir de la curva de descarga que es la que relaciona el caudal (Q=m 3 /s) con la altura del Thalimides (m)es: Q = h El índice de infiltración está por un promedio de 6.91 en la mayoría de tormentas cuando no existe una lluvia antecedente; al existir lluvias anteriores el índice de infiltración disminuye porque el suelo se encuentra saturado. En promedio la cantidad de agua que escurre, cuando no existen tormentas consecutivas es de ; se debe denotar que al existir lluvia precedente en la cuenca se tiende a escurrir una mayor cantidad de agua. El número de la Curva es de obtenido en base a datos experimentales, que caracteriza las condiciones infiltración de la cuenca. Es necesario indicar que empleando tablas existentes en literatura se obtiene un valor del número de la curva de muy similar, lo que valida la aplicabilidad de este método en la microcuenca El Limón. Se realizó los hidrogramas unitarios de los nueve casos en estudio de los cuales dio como resultado caudales de entre a m 3 /s/mm, con duraciones efectivas de 1 a 6 h y con un tiempo de concentración de 2.28 a 4.16h. También se calculó el tiempo de concentración con fórmulas teniendo una media de 0.62h, valor calculado sin considerar los valores mayores a la media más una desviación típica. 45

54 Con el método de Muskingum Cunge se encontró un constante de almacenamiento k= y un coeficiente de almacenamiento x=0-0.3 que nos indica que es un cauce natural. 46

55 RECOMENDACIONES El molinete debe estar bien calibrado para una correcta toma de datos El sitio donde se realiza los aforos debe ser un lecho estable. La posición del molinete debe ser a 90 para una exacta medición de las velocidades. Para obtener una curva de descarga correcta se debe tener una gran cantidad de aforos realizados en campo. Para la aplicación de todos los métodos se debe tener todas las estaciones bien calibradas para que nos proporcionen datos correctos de la cuenca. 47

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60 ANEXOS Anexo 1 52

61 ANEXO 2 53

62 ANEXO 3 54

63 55

64 ANEXO 4 56